JP2000065165A - 遊星歯車減速機及びその組立方法 - Google Patents

遊星歯車減速機及びその組立方法

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JP2000065165A
JP2000065165A JP10250501A JP25050198A JP2000065165A JP 2000065165 A JP2000065165 A JP 2000065165A JP 10250501 A JP10250501 A JP 10250501A JP 25050198 A JP25050198 A JP 25050198A JP 2000065165 A JP2000065165 A JP 2000065165A
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planetary gear
stage
planetary
gear
carrier
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JP10250501A
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Yukiharu Shimizu
幸春 清水
Hisataka Takahashi
尚敬 高橋
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Namiki Precision Jewel Co Ltd
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Namiki Precision Jewel Co Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H1/00Toothed gearings for conveying rotary motion
    • F16H1/28Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion
    • F16H1/46Systems consisting of a plurality of gear trains each with orbital gears, i.e. systems having three or more central gears

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 遊星歯車減速機の生産体制においての組立作
業性の向上と、遊星歯車の加工箇所の工程削減が得ら
れ、組立の自動化が可能な設計構造で減速機構として機
能する多段遊星歯車式の減速装置を提供する。 【構成】 複数段の遊星歯車ユニットの各配列に対応す
るそれぞれ分割した一組の遊星キャリアと、その対向す
る一対のキャリア穴部に軸両端が軸支されて間挿され、
等分配置された複数の遊星歯車と、前記遊星歯車の軸端
間距離を一定に保つためのサポート部品からなる遊星歯
車ユニットを、ハウジングケースに複数段内挿し、減速
歯車機構として機能的に一体に形成された遊星歯車減速
機。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、多段式の小型遊星
歯車減速機に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般的に精密機器あるいはオフィスにお
けるOA周辺機器等の機械装置には、動力源である電動
機(小型モータ)の軸回転の出力を、所望の回転域に減
速して動力を伝動しなければならない設置箇所が数多く
ある。
【0003】こうした要求に対して、小型軽量で比較的
大きい減速比を得るには、動力源の小型モータと組み合
わされる遊星歯車式の減速装置が適用されることが多
い。しかし各機器に組み込まれ、装置部品として使用さ
れる場合においても、単一的な歯車による1段減速では
充分な減速比が得られないことから、多段式の遊星歯車
減速装置がどうしても機構的に必要となる。
【0004】図2は、従来から用いられている多段遊星
歯車式減速機の一実施例であり、3段遊星歯車式減速機
内部の側断面図(b)、及び内部の歯車配置を軸方向から
見た略図(a)を示すものである。
【0005】図に示すように、円筒内径に内歯車が形成
された一体型のハウジングケース1内には、これと同軸
状に3組の遊星歯車ユニットP1,P2,P3が一列に
収納され、基本的な多段式の遊星歯車減速構造を形成し
ている。
【0006】図においてP1は第1段減速用遊星歯車ユ
ニットであり、図示していない駆動用モータ本体がエン
ドキャップ側に接続され取り付けられた時、モータの回
転軸2に固着されたピニオン3が、P1ユニットの3個
配置の遊星歯車(プラネットギヤ)5Aと噛み合い、そ
の遊星歯車5Aの軸芯となるピン7を介してキャリア4
A全体を回転させるような構造となり、またこの第1段
減速用遊星歯車ユニットP1の遊星キャリア(プラネッ
トキャリア)4A中心軸上の太陽歯車(サンギヤ)9A
は、次段P2の遊星歯車5Bに連結される。
【0007】このようにして各段の遊星歯車ユニット
は、その入力をモータ回転軸(ピニオン3)から遊星歯
車5A→ピン7→遊星キャリア4A→太陽歯車9A→遊
星歯車5B→ピン7→遊星キャリア4B…へと順次に動
力を伝え、最終段の遊星歯車ユニットP3の遊星キャリ
ア4Cは、最終的な減速出力を出力軸6に伝えている。
【0008】この時、各段の3個配置の遊星歯車5は、
それぞれの段の遊星キャリア4の軸方向に挿入されたピ
ン7を中心軸として回転し、遊星歯車5の軸穴内径側が
ピン7の外周面に対し、常に摺動する形で軸支する配置
になっている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】このように、構造上、
ピン7はキャリア4に対し片端側だけが挿入される片支
持構造であるため、強度的に太い軸径が必要となる。こ
のため、組み合わされる遊星歯車側は逆に中心の軸穴内
径が大きくなり、外周の歯部との残肉が少なくなり、歯
車自身が強度的に問題となる。また中心に穴のある形状
に切削加工した後、歯車として歯切加工するにはやはり
強度的にワークをチャッキング固定することが難しく、
小型遊星歯車の成形機械加工にも限界があった。
【0010】また、遊星歯車減速機の小型化の問題とし
て、ユニットの組立工程における作業性の問題がある。
通常、遊星歯車ユニットの組立は、内歯車が形成された
ハウジングケース1の一端側であるメタルフランジ8側
から順次挿入して組み立てられ、まずキャリア4C中心
に圧入された出力軸6をライナー10を介してメタルフラ
ンジ8の軸中心位置に挿入し、次にピン7をハウジング
ケース1開口部側から内部に挿入してキャリア4の(360
/n)°等分配置の穴部に差込み、その各ピン7に対し遊
星歯車5を配置して組み合わせ、次に太陽歯車9を軸中
心位置に固定した次段のユニットP2のキャリア4を挿
入し、次にまたピン7を前記同様に配置するというよう
に、順次ハウジングケース1内で、細かな減速段を組み
立てて完成させている。
【0011】よってギヤ段数が多く、かつハウジングケ
ース1が小型小径になればなるほど、各ギヤ段を組み込
んで各部品をはめ込む作業が難しくなり、また多くの時
間も要し、熟練者でも拡大視用の双眼鏡を必要とするな
ど、量産時の作業性が問題となっていた。
【0012】このように構成された従来型の遊星歯車式
減速機は、多品種少量化の生産体制においては手作業で
の組立対応でも充分であったが、大量量産においては上
記記載のとおり作業性の問題があった。
【0013】本発明の目的は、遊星歯車減速機の生産体
制においての組立作業性の向上と、遊星歯車の加工箇所
の工程削減が得られ、組立の自動化が可能な設計構造で
減速機構として機能する多段遊星歯車式の減速装置を提
供することである。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明の多段遊星歯車式
減速装置は、複数段の遊星歯車ユニットの各配列に対応
するそれぞれ分割した一組のキャリアと、その対向する
2枚のキャリアに軸両端を軸支して挟まれ、角度等分配
置される複数の遊星歯車と、軸端間距離を一定に保つ同
心円状に配置されるサポートからなり、各段の遊星歯車
ユニットがハウジングケース外でも挿入前に事前に組み
立てることができる独立したユニット構造であり、挿入
組立が容易で、減速歯車機構として機能的に一体に形成
されたことを特徴とする遊星歯車減速機である。
【0015】
【発明の実施の形態】本発明の太陽及び遊星歯車は、軸
方向両端面ボス(軸)付きの駒型形状で、中心穴に軸ピン
を挿入しない穴なし構造であり、遊星歯車は対向するキ
ャリアの挿入穴部で歯車の軸を挟み込むように構成され
ており、キャリア側には遊星歯車のボス(軸)に対応する
軸受部の嵌合穴部が設けられている。又、同時に歯車を
サンドイッチする2枚のキャリアの平行空間(軸間距
離)を規制するためのサポート部品が歯車間に等間隔に
設けられている。
【0016】遊星歯車ユニットの一段分は、太陽歯車及
び遊星歯車を全て組んだ状態として、外部作業で組込み
立てた後にハウジングケース内に挿入することが可能で
あり、逆に組立後、分解またはメンテナンスする場合に
も歯車ユニット単位で取り出すことができる。
【0017】また、太陽及び遊星歯車の単品部品として
は、メタル及びプラスチックの射出成形によるものでも
よく、この場合、駒型形状でボス付きの方が設計上ゲー
ト部を軸端部に設けやすく、後加工も容易で、歯車とし
て小径化が可能である。
【0018】
【実施例】図1に本発明の3段遊星歯車式減速機の内部
側断面構造図(b)、及び軸方向から見た歯車等の配置図
(a)を示す。図のように本発明の3段遊星歯車部分は、
同軸状に3組の遊星歯車ユニットP1,P2,P3が一
列に収納され、これに対応しハウジングケース1の内歯
車が、各遊星歯車ユニットP1〜P3の各ギヤ段に対応
し、一連が円筒内周部分で隙間はめに嵌合している。
【0019】遊星歯車5A〜5Cは図のように軸方向両
端面がボス(軸)付きの駒型形状で、中心に軸ピンを挿入
していない一体形状であり、キャリア間の軸穴で遊星歯
車のボス(軸)を挟み込むように構成されており、キャリ
ア側には遊星歯車のボスに対応する軸受部の穴がそれぞ
れに設けられている。又、同時に2枚のキャリアの平行
空間(軸間距離)を規制するためのサポート11が遊星歯
車と同様、120°等分配置で3カ所に設けられている。
【0020】組立方法としては、最終段の2枚一組の一
方側のキャリア4Cと出力軸6を一体に嵌合させたもの
に、遊星歯車5Cをキャリア4Cの所定穴位置に3個配
置し、さらにサポート11を等分間に3個配置し、これら
部品を他方側のキャリア4Cでサンドイッチして遊星歯
車ユニットP3を構成し、次に出力軸6の代わりに太陽
歯車9Bを配置した2段目の遊星歯車ユニットP2、さ
らに1段目遊星歯車ユニットP1も同様な組立手順でユ
ニット一段を構成し、これらを図の配置位置に従いなが
らハウジングケース1内に3段分挿入し、多段式の遊星
歯車減速機を完成させた。
【0021】この構造により、各段の遊星歯車ユニット
P1〜P3は、太陽及び遊星歯車等をセットした状態
で、作業台のハウジング外部で組込み後にハウジングケ
ース1内に全て挿入することが容易にでき、作業性が向
上した。また遊星の歯車単体は、機械加工により駒型形
状でボス付きに成形されたものをそのまま用いたが、ボ
ス端面のバリ取り処理だけで機械加工をあまり行わずに
そのまま使用することができ、この形状の方が軸ピン挿
入のための中心穴開け加工がなく、歯車が強度的にも優
れ、極小歯車として、また全体的には遊星歯車減速機の
小径化が可能となった。
【0022】また、格段2枚一組に分割されたキャリア
及び各歯車の構成部品の材質としては、真鍮、リン青
銅、ベリ銅等の銅系、又はSUS系、又はSUM(硫黄
複合研削綱材)、SK材等の鉄系、又はアルミニウム
系、又は洋白等の各金属材料から選択された一種、又は
POM、PA、PC系の樹脂材料から選択された一種な
ど、これら材料の組み合わせが全て可能であり、用途に
合った仕様で構成できる。
【0023】
【発明の効果】減速装置組立の際、各段の遊星歯車を一
つのユニットとして組み立てた状態で、外部からハウジ
ングケース内に挿入して減速機を組み上げることが可能
となり、装置組立に要する作業時間が、従来型のものに
比べ約二分の一に短縮でき、作業性及び量産性が向上し
た。また同時に、細かな部品を双眼拡大鏡及び特殊な治
工具を用いなくとも組み立てることができるので、熟練
者による作業の必要がなくなった。
【0024】また、遊星歯車部品を機械加工のみなら
ず、より量産性に優れた射出成形品でも可能なボス
(軸)付き形状としたので、射出金型の設計上、ゲート
部をボス部先端に設けることができ、射出後の端部処理
等の後加工も容易となり、穴明けが不要で歯車単体とし
て最小化が可能となり、遊星歯車ユニット全体を含め、
トータル寸法で減速機全体をさらに小径小型化すること
ができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る3段遊星歯車式減速機の内部側断
面構造図及び歯車配置図。
【図2】従来例の3段遊星歯車式減速機の内部側断面構
造図及び歯車配置図。
【符号の説明】
1 ハウジングケース 2 回転軸 3 ピニオン 4 遊星キャリア 5 遊星歯車 6 出力軸 7 ピン 8 メタルフランジ 9 太陽歯車 10 ライナー 11 サポート 12 ブッシュ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数段の遊星歯車ユニットの各配列に対
    応するそれぞれ分割した一組の遊星キャリアと、その対
    向する一対のキャリア穴部に軸両端が軸支されて間挿さ
    れ、等分配置された複数の遊星歯車と、前記遊星歯車の
    軸端間距離を一定に保つためのサポート部品からなる遊
    星歯車ユニットを、ハウジングケースに複数段内挿し、
    減速歯車機構として機能的に一体に形成されたことを特
    徴とする遊星歯車減速機。
  2. 【請求項2】 各段の遊星歯車ユニットがハウジングケ
    ース外で挿入前に事前にユニットとして組み立てること
    ができる構造である請求項1記載の遊星歯車減速機。
  3. 【請求項3】 複数段の遊星歯車ユニットの各配列に対
    応するそれぞれ分割した一段一段が、相互に独立して分
    解、組み込むことのできるセパレート構造である請求項
    1記載の遊星歯車減速機。
  4. 【請求項4】 出力軸6を一体に嵌合させた最終段2枚
    一組の一方側のキャリア4Cに、遊星歯車5を所定穴位
    置に等分配置し、さらに遊星歯車5の等分間にサポート
    11を配置し、これら部品を他方側のキャリア4Cでサン
    ドイッチして遊星歯車ユニットP3を構成し、次に2段
    目の遊星歯車ユニットP2として、同じく2枚一組の一
    方側のキャリア4Bと太陽歯車9を一体に嵌合させたも
    のに、遊星歯車5を所定穴位置に等分配置し、さらに遊
    星歯車5の等分間にサポート11を配置し、これら部品を
    他方側のキャリア4Bでサンドイッチして遊星歯車ユニ
    ットP2を構成し、さらに1段目遊星歯車ユニットP1
    も同様な組立手順で遊星歯車ユニットを構成し、これら
    各段を遊星歯車減速機の配置位置に従い、ハウジングケ
    ース1内に順次挿入し、多段式の減速機を組立完成させ
    る遊星歯車減速装置の組立方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101307576B1 (ko) 2012-05-30 2013-09-12 동아하이테크 주식회사 다단 변속형 구동장치
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